专利名称：相机马达及其驱动方法
技术领域：
本发明是涉及一种相机马达，特别是涉及一种分段式对焦的相机马达的 驱动方法。
背景技术：
随着数字技术的不断发展，电子技术广泛应用于照相机领域，数字影像 技术得以迅速发展，照相机智能化程度越来越高。特别是近年来附有数字照
相功能的移动电话及PDA(个人数字助理)等便携式电子装置也在快速向高性 能、多功能方向发展，数码相机镜头模组轻薄短小和高性能、高品质的设计 要求成为发展的趋势。
一般相机马达结构包括镜头及驱动镜头移动的马达，该马达包括永久磁 石及线圈座，该线圈座上缠有线圏，通过改变对线圏供电的电流方向使线圈 产生交替变化的-兹场，与永久》兹石的磁场相互作用推动镜头做伸缩移动实现 相机对焦功能。为满足相机高品质之需求，必然要求相机具有高精度的对焦
动镜头运动，直至镜头停止在相应的对焦位置。然而该相^L马达受限于加工 过程，镜头与马达之间难以形成理想的光滑平面，使用该驱动方法使镜头于 第一、第二焦点之间转换时，容易出现卡位，而由于驱动电压的恒定性，容 易导致该镜头因卡位不能平稳移动，从而影响对焦的精度，最终影响相机品 质，无法适应现今电子产品高性能的发展需求。
发明内容
有鉴于此，实有必要提供一种能使得镜头平稳移动与精确对焦的相机马 达及其驱动方法。
一种相机马达的驱动方法，驱动该相^l马达的4竟头于不同焦点之间作切 换，于该镜头从其中一焦点向另一焦点切换一次的过程中，将输入的电压分
割成若干电压方波的形式多次驱动该镜头向对应的焦点位置运动。
一种相机马达，包括一镜筒、收容于镜筒内的一镜头、与镜筒固定的一 永久》兹石、分设于永久石兹石两侧的上、下线圏座及分别缠绕于上、下线圈座 的上、下线圈，该上、下线圈被施加电压后驱动永久磁石于上、下线圈座之 间移动，进而带动镜头在不同焦点之间作伸缩运动，该镜头从其中一焦点向 另一焦点切换一次的对焦过程中，施加于该上、下线圈的电压被分割成若干 电压方波的形式以多次驱动该镜头向对应的焦点位置运动。
与现有技术相比，该相机马达的驱动方法中，相冲几马达从一焦点向另一 焦点切换一次的过程中，将输入的电压分割成若干电压方波的形式多次驱动 该相机马达向对应的焦点位置运动，以避免相机马达于焦点切换时出现卡位 现象，实现镜头的平稳移动与精确对焦。
下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。 图l是一相机马达的结构示意图。
图2是本发明相机马达的驱动方法所形成的驱动电压波形信号的第 一 实
施例的示意图。
图3是图1所示的相机马达对焦于第一焦点的结构简示图。 图4是图1所示的相机马达对焦于第二焦点的结构简示图。 图5是本发明相机马达的驱动方法所形成的驱动电压波形信号的第二实
施例的示意图。
图6是本发明相机马达的驱动方法所形成的驱动电压波形信号的第三实 施例的示意图。
具体实施例方式
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明。
如图l所示，为本发明相机马达的第一实施例，包括一两段式对焦的相机 马达，可应用于数字照相机、照相手机、照相监纟见器材或其它照相镜头产品， 该相机马达包括一壳体IO、 一置于壳体10内的镜头组20、 一套设于镜头组20 外围中部的永久磁石30、分设于永久磁石30两侧的上、下线圈座60a、 60b以 及分别缠绕于线圈座60a、 60b上的上、下线圏50a、 50b。
该壳体10收容镜头组20、永久磁石30及分别有缠绕上、下线圏50a、 50b 的上、下线圏座60a、 60b于其内部，包括一内部中空的方柱状的外壳ll、分 设于壳体10上、下两端的一上盖12及一底座14。该底座14为一中央设有开口 (未标示)的方形框体， 一影像感测器40收容于该底座14的开口内。该镜头 组20包括一镜筒21及设于该镜筒21内的一镜头22。该镜筒21为一圆柱状的壳 体，中央形成圓柱状的收容空间，镜头22收容于该镜筒21的收容空间内。该 永久磁石30环设于镜筒21的外表面大致中央的位置，与镜头组20贴合固定形 成一整体。该上、下线圏座60a、 60b相对设置且分别套设于镜筒21的上、下 两端，每一线圈座60a、 60b包括一环形壁63a、 63b及于环形壁63a、 63b靠近 永久》兹石30的一端折弯向外延伸的折边65a、 65b,折边65a与折边65b之间的 距离大于该永久石兹石30的轴向高度，即永久磁石30在线圈50a、 50b通电激励 下，可在折边65a与折边65b之间自由移动，并带动镜头组20运动而实现对焦 功能，详如下述。上、下线圈50a、 50b分别缠绕于环形壁63a、 63b上，与相 机内部的供电电源(图未示)连接，该电源经一电压整流电路(图未示)后 而输出稳定的方波电压，该电压整流电路可以是一微控制器芯片(MCU)、 一中央处理器芯片(CPU)或一任意已知的方波产生电路等将输入电压调整 形成特定幅值的电压方波。该上、下线圈座60a、 60b由导磁材料，如铁等制 成，以加强线圈50a、 50b所产生的》兹场。
相机马达工作时，该线圈50a、 50b通电激磁后产生》兹场，与永久》兹石30 相互作用推动该镜头组20与永久磁石30—起上下运动，当永久磁石30与上线 圏座60a的折边65a^目抵靠而使镜头22对焦于第一焦点，或当永久,兹石30与下 线圏座60b的折边65b相抵靠而使镜头22对焦于第二焦点。如图2所示，为本发 明相机马达的驱动方法的第一实施例，可适用于分段式对焦或变焦的相机马 达，所示为相机马达输入电压的波形信号示意图，其中横轴和纵轴分别代表 时间和线圈50a、 50b的输入电压。现以上述两段式对焦的相机马达为例，请 同时参照图3及图4，所示分别为该相机马达使用本驱动方法对焦于两不同焦 点位置时的结构简示图，上、下线圏50a、 50b串联并以相反的方向分别缠绕 于上、下线圈座60a、 60b的环形壁63a、 63b上，通电后两线圈50a、 50b于同 一时间内分别产生相反方向的》兹场，假设该永久磁石30的上为N极，下为S极，
位于上、下线圏50a、 50b之间，当该永久》兹石30定位于靠近上线圈50a的位置 时，镜头22对焦于第一焦点的位置(图3所示)，相反，当永久磁石30定位于 靠近下线圈50b的位置时，镜头22对焦于第二焦点的位置(图4所示)。
该相机马达于第一焦点与第二焦点之间切换一次所需的时间为一次对焦 时间T，现假设相机马达的镜头22初始位于如图4所示的第二焦点，当向图3 所示的第一焦点运动时，于第一驱动时间(TO, Tl)内多次施加正相的驱动 电压，每施加一次正相的驱动电压，均使得上线圈50a产生上为N极，下为S 极的磁场，下线圈50b产生上为S极，下为N极的》兹场，即上、下线圏50a、 50b 于邻近永久磁石30的一端均为S极，如图3所示，上线圈50a与永久i兹石30相互 吸引，下线圈50b与永久》兹石30相互排斥，共同推动永久i兹石30向靠近上线圈 50a的方向运动，使镜头22对焦于第一焦点。该第一驱动时间(TO, Tl)的时 长即为一次对焦时间T，经电压整流电路后，该多次施加正相的驱动电压分割 形成4个连续的、周期为T/4的电压方波，每一电压方波的前半个周期内幅值 为+Vo,后半个周期内幅值为O。时间(Tl， T2)内施加电压为O，上、下线 圈50a、 50b断电消磁，永久磁石30吸引与之靠近的上线圈座60a而仍然定位于 该第一焦点。反之，当该相机马达从第一焦点向第二焦点位置运动时，于第 二驱动时间(T2, T3)内多次施加反相的驱动电压，每施加一次反相的驱动 电压，均使上、下线圏50a、 50b分别产生一于邻近永久》兹石30的一端为N极的 磁场，如图4所示，上线圈50a与永久磁石30相互排斥，下线圈50b与永久磁石 30相互吸引，共同推动永久》兹石30向靠近下线圏50b的方向运动，定位于图4 所示的第二焦点位置。该第二驱动时间(T2, T3)的时长同样为一次对焦时 间T，该第二驱动时间(T2, T3)内的输入电压经电压整流电路后同样分割 形成为4个连续的、周期为T/4的电压方波，不同的是，该每一电压方波的前 半个周期内幅值为-Vo,后半个周期内幅值为O。
每一方波的前半个周期内输入正电压+Vo或负电压-Vo时，线圏50a、 50b 通电激磁而驱动镜头22向对应的焦点方向运动，后半个周期内输入电压为O 时，线圈50a、 50b断电消磁而暂停驱动镜头22运动，因此，该一次对焦时间T 内每当输入电压经历一个方波周期的变换，便产生一次驱动，即于一次对焦 时间T内连续形成多次驱动。在本实施例中，由于一次对焦时间T内经历四个 方波周期，因此连续形成四次驱动。镜头22于第一焦点与第二焦点之间切换
时，镜头组20由静止状态变为运动状态，该多次驱动可避免由于惯性和镜头 组20在运动的过程中与线圈座60a、 60b之间存在较大的摩擦等原因出现的卡 位，^f吏镜头22平稳地运动而保证了对焦的精度。具体实施时， 一次对焦时间T 一般于30 50ms (millisecond)之间变4匕，该一次对焦时间T内方波的个数变 化以不大于10为佳，以保证每一方波周期内输入电压+Vo、 -Vo能使线圈50a、 50b产生持续时间足够长的磁场，且在具体实施时，每一方波周期内输入电压 +V0、 -Vo的时长可大于输入电压O的时长。
如图5所示，为本发明相机马达的驱动方法的第二实施例。其与第一实施 例的区别在于，于一次对焦时间T内包括2个幅值相反的电压方波，形成所述 电压方波时，即于一次对焦过程中，首先于一次对焦时间T的前部分时间
(TOO， TO) 、 (T22, T2)内施加一驱动镜头22向与相应对焦方向的相反方 向运动的电压-V。 +V。然后紧接于后部分时间(TO, Tl) 、 (T2, T3)内 施加一驱动4竟头22向相应对焦方向运动的电压+V^ 其中该前部分时间
(TOO, TO) 、 (T22, T2)的时长不大于该一次对焦时间T的十分之一，以
响^;头22于时间(T0， Tl) 、 (T2， T3)内平稳地向对焦方向运动。
仍以上述两段式对焦的相机马达为例，假设该相机马达的镜头22起始位 于第二焦点位置(如图4所示)，首先于时间(TOO, TO)内对相机马达施加 反相的驱动电压-Vi,线圈50a， 50b激一磁产生磁场，于邻近永久磁石30的一端 均为N极，产生一推动永久》兹石30向靠近下线圈50b的方向运动的力，如图4 所示，由于相才几马达已对焦于第二焦点，即永久》兹石30已与下线圈座60b的折 边65b相抵靠，且施加该反相的驱动电压-Vi的时长足够短，因此线圈50a, 50b 产生的磁场仅形成一推动永久磁石30向靠近下线圈50b的方向继续运动的趋 势，继而产生一推动永久磁石30向上线圏50a所在方向运动的反作用力。然后 于时间(T0， Tl)内立即施加正相的驱动电压+V^使上、下线圈50a、 50b 中的》兹场交换方向，于邻近永久磁石30的一端均为S极，如图3所示，从而推 动永久^兹石30从该第二焦点向靠近上线圈50a的方向运动，定位对焦于第一焦 点。镜头22于第一、第二焦点之间切换时，镜头组20由静止状态变为运动状 态，在施加一驱动镜头组20向对焦方向运动的驱动电压+V!之前，首先施加一 驱动镜头组20向与对焦方向反向运动的稳定电压-Vp —方面使镜头组20在运动前与对应线圈座即下线圏座60b的接触平衡，进而使镜头组20可平稳地反向 运动而保证对焦的精度。另一方面，产生可推动镜头组20向对焦方向运动的 反作用力，减小驱动镜头组20向对焦方向运动时所需的驱动电压，从而达到 省电的效果。镜头22在下一对焦时间(T22， T3)内的运动原理与上述相同， 只是驱动方向相反而已，在此不赘述。
如图6所示，为本发明相机马达的驱动方法的第三实施例，该电压波形信 号示意图的横轴和纵轴仍然分别代表时间和线圈50a、 50b的输入电压，于一 次对焦时间T内包括若干幅值相同、连续的电压方波及一位于该若干电压方波 之前的幅值反相的电压方波，本实施例中， 一次对焦时间T内，包括对焦后段 时间(TO， Tl) 、 (T2, T3)内的4个驱动镜头22向相应焦点位置运动的电 压方波+V!、 及l个对焦前段时间(TOO, TO) 、 (T22， T2)内驱动镜
头22向与相应焦点位置的相反方向运动的电压方波-V。 其中该前段时 间(TOO, TO) 、 (T22, T2)的时长约为一次对焦时间T的十分之一。假设 该相机马达的镜头22起始位于第二焦点位置(如图4所示)，首先于时间(TOO， TO)内施加一驱动镜头22向第二焦点位置运动的反相电压-Vi，使镜头组20 与对应的线圈座即下线圏座60b接触平稳并产生 一驱动镜头组20向第 一焦点 位置运动的反作用力，然后紧接于时间(T0， Tl)内连续四次施加驱动镜头 22向第一焦点位置运动的正相电压+Vn于时间(TO, Tl)内连续形成四次 驱动，驱动镜头22平稳地运动而对焦于第一焦点。同理，该相机马达的镜头 22由第一焦点向第二焦点作切换时，首先于时间(T22, T2)内施加正相电 压+V!，使镜头组20与对应的上线圈座60a接触平稳并产生一驱动镜头组20向 第二焦点位置运动的反作用力，再紧接于时间(T2， T3)内连续四次施加反 相电压-Vi,驱动4t;头22平稳地运动而对焦于第二焦点。
权利要求
1.一种相机马达的驱动方法，驱动该相机马达的镜头于不同焦点之间作切换，其特征在于于该镜头从其中一焦点向另一焦点切换一次的过程中，将输入的电压分割成若干电压方波的形式多次驱动该镜头向对应的焦点位置运动。
2. 如权利要求1所述的相机马达的驱动方法，其特征在于输入的电压 被分割成多个连续的方向相同的电压方波。
3. 如权利要求2所述的相机马达的驱动方法，其特征在于输入的电压 被分割成四个连续的电压方波，每一电压方波的周期为在不同焦点之间切换 一次所需对焦时间的四分之一，每一电压方波的前半个周期内输入正电压或 者负电压，后半个周期内输入电压为0。
4. 如权利要求1所述的相机马达的驱动方法，其特征在于输入的电压 被分割成方向相反的两个电压方波，前一电压方波对应的时间长度不大于在 不同焦点之间切换一次所需对焦时间的十分之一。
5. 如权利要求1所述的相机马达的驱动方法，其特征在于输入的电压 被分割成多个连续的方向相同的电压方波及1个位于该多个连续的电压方波 之前且反相的电压方波。
6. —种相机马达，其特征在于包括一镜筒、收容于镜筒内的一镜头、 与镜筒固定的一永久石兹石、分设于永久磁石两侧的上、下线圏座及分别缠绕 于上、下线圈座的上、下线圏，该上、下线圈^皮施加电压后驱动永久》兹石于 上、下线圈座之间移动，进而带动镜头在不同焦点之间作伸缩运动，其特征 在于该镜头从其中一焦点向另一焦点切换一次的对焦过程中，施加于该上、 下线圏的电压被分割成若干电压方波以多次驱动该镜头向对应的焦点位置运 动。
7. 如权利要求6所述的相机马达，其特征在于所述施加于上、下线圏 的电压被分割成多个连续的电压方波，该多个连续的电压方波中每一电压方 波的前半个周期内对上、下线圏输入正电压或者负电压，后半个周期内输入 电压为0。
8. 如权利要求6所述的相机马达，其特征在于所述施加于上、下线圏 的电压被分割成2个反相的电压方波，前一电压方波对应的时间长度不大于 在不同焦点之间切换所需一次对焦时间的十分之一。9。如权利要求6所述的相机马达，其特征在于所述施加于上、下线圏 的电压被分割成多个连续的电压方波及1个位于该多个连续的电压方波之前 且反相的电压方波，该多个连续的电压方波中每一电压方波的前半个周期内 对上、下线圈输入正电压或者负电压，后半个周期内输入电压为0。
全文摘要
一种相机马达的驱动方法，驱动该相机马达的镜头于不同焦点之间作切换，于该镜头从其中一焦点向另一焦点切换一次的过程中，将输入的电压分割成若干电压方波的形式多次驱动该镜头向对应的焦点位置运动，于一次对焦过程中若干次分别驱动该相机马达作动，以避免相机马达于焦点切换时出现卡位，实现镜头的平稳移动与精确对焦。
文档编号H02P31/00GK101350550SQ20071007520
公开日2009年1月21日 申请日期2007年7月18日 优先权日2007年7月18日
发明者施洲城, 汪仁德, 翁振发, 钟仁宏, 黄晋兴 申请人:富准精密工业(深圳)有限公司;鸿准精密工业股份有限公司